Load impedance, 부하 임피던스

부하 임피던스(Load impedance)는 입력 임피던스라고 하며, 입력되는 신호의 $V$와 $I$값의 비율을 말한다. 전기회로가 신호를 입력 받을 때, 입력되는 신호의 $V$값에 비하여 $I$값이 작으면, $Z=V/I$ 이므로 부하 임피던스는 매우 큰 값을 가진다. 즉 부하 임피던스가 큰 전기회로일수록, $V$에 비해 $I$가 작은 신호를 받을 수 있다.

프리앰프나 마이크의 출력 PAD를 사용할 때 해당 저항 요소는 마이크 → PAD → 프리앰프 Gain 순으로 동작하기 때문에 마이크의 출력 전압을 떨어뜨리는 요소로 작용한다. $Z=V/I$에서 $I$는 그대로인 상태로 $V$가 작아지므로, 결국 신호를 받는 쪽의 부하 임피던스를 줄이는 것과 같은 효과이다.

PAD는 저항이니까 입력에 저항값을 추가한다는 논리로 “PAD를 누르면 입력 임피던스가 증가한다.”라고 잘못 알고 있는 사람들이 많다. 사실은 정반대 이다.

• Understanding Impedance

어떤 사람들은 XLR 커넥터가 더 좋은 음질을 보여준다고 생각하며²⁾, 마이크 프리앰프의 입력에 XLR 로 라인 출력을 연결하여 사용하기도 한다. 그러나 대부분의 마이크 입력은 라인 입력에 비해서 최대 입력 레벨이 작기 때문에, 마이크 인풋에 라인 출력을 연결하고 PAD 를 눌러 사용해야 한다고 주장한다.

정말 그럴까?

다음은 UA 710 마이크 프리앰프의 스펙의 일부이다.

마이크 입력의 최대 입력 레벨은 $18\,dBu$, 라인 입력의 최대 입력 레벨은 $30\,dBu$ 이고 입력 임피던스는 각각 $2\,k\Omega$, $10\,k\Omega$이다. 일반적인 상황에서는 마이크 레벨 출력은 마이크 입력에, 라인 레벨 출력은 라인 입력에 사용하는 것이 맞지만, 도무지 알 수 없는 이유로 라인 레벨 출력을 마이크 레벨 입력에 사용하는 사람들이 있다.

이 사람이 사용하는 라인 레벨 출력이 $+26\,dBu$ 정도의 출력을 가진 장비 일때, 이 출력을 그냥 마이크 입력에 연결하면, $8\,dB$ 정도의 신호가 초과 되게 된다. 따라서 마이크 입력에 연결하고 PAD 스위치($-15\,dB$)를 사용하게 된다.

$15\,dB$의 PAD는 약 $\frac{1}{5.623}$배 정도의 값을 가지는데, 입력되는 신호의 전압을 $\frac{1}{5.623}$배 감쇄하게 된다. $Z=V/I$이므로 입력 임피던스 값도 약 $\frac{1}{5.623}$배 낮아지게 된다.

즉 이렇게 사용하면 마이크 입력을 $+33\,dBu$의 최대 입력 레벨에 $350\,\Omega$ 입력 임피던스를 가진 입력으로 사용하게 된다.
정상적으로 라인입력에 사용시는 $+30\,dBu$ 에 $10\,k\Omega$ 입력 임피던스를 가진 입력으로 사용한다.

입력 임피던스가 $350\,\Omega$으로 라인 출력의 스탠다드 임피던스인 $600\,\Omega$ 보다도 낮게 되어, 고역과 저역의 심각한 톤손실을 입게 될 가능성이 높아보인다.

라인 레벨의 출력이 낮은 장비를 연결하여 PAD를 누르지 않고 사용한다 하더라도, $2\,k\Omega$의 입력 임피던스는 어느 정도의 톤 손실을 가져올 가능성이 있다. 정상적으로 라인 레벨 출력은 라인 레벨 입력(임피던스 $10\,k\Omega$)에 사용하는 것이 정상적인 방법이다.

이와 같은 방법은 결코 올바른 사용 방법이 아니라고 볼 수 있다.